기계화

기계화(mechanization, 機械化)는 사람의 손 대신 기계를 사용하여 작업능률(作業能率)을 높이는 것이다.

개요

기계화는 생산과정에서 직접 전기나 기타 동력을 활용하여 수작업 대신 기계설비를 구동하거나 조종하여 생산하는 조치나 수단을 말한다 .기계 설비를 이용하면서도 인력이나 축력을 결합하여 생산하는 것을 반기계화라고 한다. 기계화는 노동생산성을 높이고 육체노동을 경감시키는 중요한 길이다. 기계화는 영국에서 일어난 방적기의 개량을 시작으로 한 기술 혁명은 18세기 중반에서 19세기 중반 사이에 유럽 여러 나라로 확산되었다. 이 시기 수공업에 기초한 작업장들이 기계설비를 갖춘 큰 공장(공장제 기계공업)으로 전환되었으며 자본주의 경제가 확립되었다. 산업혁명은 19세기에 유럽을 넘어 북미 그리고 아시아로까지 확산되었다.

역사

기계화는 인류가 쓸모 있는 도구를 만들어 쓰기 시작한 때로 거슬러 올라가 과학기술의 역사와 함께 이야기될 수 있다. 그러나 본격적인 의미의 기계는 증기기관이 나타나는 시기에 시작되었다. 기계화는 사용되는 동력을 기준으로 시기를 구분하며 원시동력시대(기원전60만년∼기원전 600년), 자연동력시대(기원전620년∼1690년), 증기동력시대(1690년∼1790년), 전기동력시대(1790년∼1890년), 근대 및 현대(1890년∼현재) 등 5개 시대로 구분한다.

원시동력시대(기원전 60만년대∼기원전 600년대)

당시 동력은 사람의 힘이 유일했던 이 시기에는 기계의 정의에 가까운 물건은 존재하지 않았지만 사람들은 여러 가지 도구와 기구를 고안해서 사용하였으며 금속의 기계적 성질을 어느 정도 파악하여 가공할 수 있었다. 석기시대에 들어와서 사용된 것으로 생각되는 지렛대와 같은 기본적인 역학적 기구 외에도, 청동기 시대에는 단조(鍛造)와 주조(鑄造)에 관한 기술을 어느 정도 사용하고 있었다. 이때 이미 청동을 높은 온도 속에 일정 시간 동안 놓아두어 성질을 변화시키는 어닐링(annealing)의 기술이 존재했다.

자연동력시대 (기원전620년대∼1690년대)

인류는 문예부흥 시대가 다 지나도록 사람과 가축의 힘 이외에는 주로 수력과 풍력의 자연력에 의존하며 지냈다. 이 시기의 기계는 동력 기관의 부재로 큰 힘을 내기 위해서는 인간의 힘을 축적했다가 일시에 방출하는 정도였기 때문에 인간은 여전히 중요한 동력원으로 인식되었다. 그러나 물의 낙차와 바람의 힘을 이용한 수차나 풍차의 출현은 기술이 근본적으로 변화되고 인간을 노동을 현저히 덜어주었으며 생산효율이 급격한 상승을 초래하였다. 실제의 기계적 장치의 수준은 이 정도에 머물렀고 당시에는 실현되지 못했지만 수많은 놀랄만한 기계적 고안이 있었다.

증기동력시대 (1690년대∼1790년대)

16세기부터 18세기에 이르는 동안 공장과 광산 등에 다양하게 사용된 수차는 기계가 점차 대형화함에 따라 요구되는 수력에 제한되고 물을 끌어 들여야 하는 위치 상의 제한이 커다란 결점으로 나타났다. 그러나 자본주의적 생산의 성립기에는 기계를 움직이기 위한 강력한 원동기가 절실히 요구되었다. 이러한 요구를 충족시킨 것은 증기기관의 출연이었다. 본격적인 기계화의 발달은 증기기관의 발명을 시작으로 태동하게 되었다고 볼 수 있다. 1700년경부터 이용이 가능해진 증기기관의 엄청난 산업에의 파급효과는 1780년대에 이르러 산업혁명을 주도하게 된다.

전기동력시대 (1790년대∼1890년대)

1799년 전류의 지속적 발생에 성공하면서 인류의 전기 사용의 길이 열리게 되었다. 이 시기의 기계는 증기기관을 넘어선 내연기관이 출현하고 증기의 낭비를 줄이고 출력을 높일 수 있는 터빈(turbine)이 제작되었다. 공작기계에 있어서도 현대의 선반(lathe)에 가까운 정도의 근대적인 형태까지의 발전이 있었으며 근대적 의미의 기계가 나타나기 시작했다. 1838년 영국의 바네트(W. Barnett)는 가스를 폭발시키기 전에 미리 압축시키고 점화장치 새로 고안해 내연기관의 획기적인 전기를 만들었다. 1860년 벨기에의 르노아르(J. J. E. Lenoir)는 전기에 의한 점화장치를 이용한 내연기관을 발명함으로써 비로소 활발한 실용화가 진행되었다. 1877년 독일의 오토(N. A. Otto)가 4행정 사이클을 이용한 내연기관을 제작하여 내연기관의 획기적인 발전을 가져왔다. 당시 오토의 내연기관은 증기기관을 압도하는 원동기로 급속히 세계에 보급되었다.

근대 및 현대 (1890년대∼현대)

1980년대에 접어들면서 급속한 발전을 이룩한 전자공학과 융합하여 산업혁명 이후 2세기에 걸쳐 근대문명을 상징해온 기계는 이른바 메카트로닉스(Mechatronics)의 등장으로 본격적인 로보틱스(Robotics) 혁명으로 새로운 기계혁명을 맞이하게 되었다. 로보틱스 혁명은 공장뿐만 아니라 우주나 심해 등의 극한 상황, 건설 현장이나 사무실은 물론 지역사회나 가정에까지 침투하고 있다. 사람에게 온화하고 현명한 신세대 기계는 소프트와 하드가 일체화된 뉴하드라고 할 수 있다. 메카드로닉스의 전형적인 예로 공작기계(기계를 만드는 기계)라는 기계공업의 기본적 제품인 NC(수치제어)공작기계를 들 수 있다. NC공작기계는 기계산업 전반에 커다란 영향을 미쳤다. 산업로봇도 어떤 의미에서는 공작기계의 일종이며, 무인화, 야간작업, 산업재해, 위험 방지라는 효과와 함께 다품종 생산이라는 면에서도 크게 공헌하였다. 실제로 우주, 해양 등 극한상황에서의 작업은 로봇에 의지할 수밖에 없다.

참고자료

• 〈기계화〉, 《네이버 지식백과》
• "Mechanization", Wikipedia
• 〈机械化〉, 《百度百科》
• 21c-park, 〈기계공학의 역사〉, 《다음 블로그》, 2007-06-27

같이 보기

• 기계
• 기계력
• 동력
• 자동화
• 공장
• 산업혁명

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